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Ultralytics YOLOv8 'ML実験のトラッキング統合を探る

YOLOv8 モデルのトレーニング実験を追跡・モニターするための様々なオプションについて詳しく知ることができます。ツールを比較して、あなたのニーズに最適なものを見つけてください。

データの収集、アノテーション、そしてUltralytics YOLOv8 モデルのようなモデルの トレーニングは、あらゆるコンピュータ・ビジョン・プロジェクトの中核です。多くの場合、最適なモデルを作成するために、異なるパラメータでカスタムモデルを複数回トレーニングする必要があります。トレーニング実験を追跡するツールを使用することで、コンピュータビジョンプロジェクトの管理が少し楽になります。実験追跡とは、使用したパラメータ、得られた結果、途中で行った変更など、トレーニング実行の詳細を記録するプロセスです。 

図1.実験追跡がコンピュータ・ビジョン・プロジェクトにどのように適合するかを示すイメージ。 

これらの詳細を記録しておくことは、結果を再現し、何がうまくいき、何がうまくいかないかを理解し、モデルをより効果的に微調整するのに役立つ。組織にとっては、チーム間の一貫性を維持し、コラボレーションを促進し、明確な監査証跡を提供するのに役立ちます。個人にとっては、自分の仕事を明確かつ整理された形で文書化することで、アプローチを洗練させ、時間をかけてより良い結果を得ることができます。 

この記事では、実験の管理とモニタリングのために利用できるさまざまなトレーニング統合について説明します。 YOLOv8を紹介します。あなたが一人で作業していても、大きなチームの一員として作業していても、適切なトラッキングツールを理解し、使用することで、YOLOv8 プロジェクトの成功に真の違いをもたらすことができます。

MLflowによる機械学習実験のトラッキング

MLflowはDatabricks社が開発したオープンソースのプラットフォームで、機械学習のライフサイクル全体の管理を容易にします。MLflow Tracking は、データサイエンティストやエンジニアが機械学習実験のログを記録し、視覚化するのに役立つ API とユーザーインターフェースを提供する MLflow の重要なコンポーネントです。Python 、REST、Java、R APIを含む複数の言語とインターフェースをサポートしています。 

MLflow Tracking はYOLOv8 とスムーズに統合され、モデルから直接、精度、リ コール、損失などの重要なメトリクスを記録することができます。 YOLOv8 を使用した MLflow のセットアップは簡単で、デフォルトの localhost セットアップを使用したり、様々なデータストアに接続したり、リモートの MLflow トラッキングサーバーを起動してすべてを整理したりと、柔軟なオプションが用意されています。

図2.MLflowトラッキング環境の一般的なセットアップ。画像ソース MLflow tracking.

MLflowがあなたのプロジェクトに適したツールであるかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介します:

  • スケーラビリティ: MLflow は、1 台のマシンで作業している場合でも、大規模なクラスタにデプロイしている場合でも、ニーズに合わせて拡張できます。開発から本番環境へのスケールアップを伴うプロジェクトの場合、MLflow はこの成長をサポートします。
  • プロジェクトの複雑性MLflow は、徹底したトラッキング、モデル管理、デプロイメント機能を必要とする複雑なプロジェクトに最適です。これらの本格的な機能を必要とするプロジェクトでは、MLflow がワークフローを合理化します。
  • セットアップとメンテナンス:MLflowは強力ですが、学習曲線とセットアップのオーバーヘッドを伴います。 

Weights & Biases (W&B)をコンピュータ・ビジョンのモデル追跡に使用する

Weights & Biases は、機械学習実験を追跡、可視化、管理するためのMLOpsプラットフォームです。W&B をYOLOv8 とともに使用することで、トレーニングや微調整を行いながらモデルのパフォーマンスを監視することができます。W&Bのインタラクティブなダッシュボードは、これらのメトリクスの明確なリアルタイムビューを提供し、トレンドの発見、モデルのバリエーションの比較、トレーニングプロセス中の問題のトラブルシューティングを容易にします。

W&Bは自動的に学習メトリクスとモデルのチェックポイントを記録し、学習率やバッチサイズなどのハイパーパラメータを微調整するために使用することもできます。このプラットフォームは、ローカルマシンでの実行追跡からクラウドストレージを使用した大規模プロジェクトの管理まで、幅広いセットアップオプションをサポートしています。

図3.Weights & Biases' 実験追跡ダッシュボードの例。画像出典:Weights & Biases track experiments.

Weights & Biases 、あなたのプロジェクトに適したツールかどうかを判断するのに役立つインプットをいくつか紹介しよう:

  • 可視化とトラッキングの強化:W&Bは直感的なダッシュボードを提供し、トレーニングメトリクスとモデルのパフォーマンスをリアルタイムで可視化します。 
  • 価格モデル:これは、予算が限られているユーザーや、長時間のトレーニングが必要なプロジェクトには不向きかもしれない。

MLOpsによる実験追跡ClearML

ClearML は、機械学習ワークフローを自動化、監視、オーケストレーションするために設計されたオープンソースのMLOpsプラットフォームである。PyTorch,TensorFlow, Kerasのような一般的な機械学習フレームワークをサポートし、既存のプロセスと簡単に統合することができる。ClearML また、ローカルマシンまたはクラウド上の分散コンピューティングをサポートし、CPU とGPU の使用状況を監視することができる。

YOLOv8 ClearML との統合により、実験追跡、モデル管理、リソース監視のためのツールが提供されます。このプラットフォームの直感的なWeb UIでは、データの可視化、実験の比較、損失、精度、検証スコアなどの重要なメトリクスのリアルタイム追跡が可能です。この統合は、リモート実行、ハイパーパラメータのチューニング、モデルのチェックポイントなどの高度な機能もサポートしています。

図4.ClearMLの実験追跡可視化の例。画像ソース実験のトラッキングと結果の可視化。

ClearML 、あなたのプロジェクトに適したツールかどうかを判断するのに役立つインプットをいくつか紹介しよう:

  • 高度な実験追跡の必要性:ClearML は、Gitとの自動統合を含む強固な実験追跡を提供する。 
  • 柔軟なデプロイメント:ClearML は、オンプレミス、クラウド、Kubernetes クラスターで使用できるため、さまざまなセットアップに適応できる。

Comet MLを使ったトレーニング実験の追跡

Comet MLは、機械学習実験の管理と追跡を支援するユーザーフレンドリーなプラットフォームです。YOLOv8 Comet MLとの統合により、実験のログを取り、結果を時系列で見ることができます。この統合により、トレンドの発見や異なる実験の比較が容易になります。 

Comet MLはクラウド、仮想プライベートクラウド(VPC)、あるいはオンプレミスでも使用できるため、さまざまなセットアップやニーズに適応できる。このツールはチームワークのために設計されている。プロジェクトを共有し、チームメイトをタグ付けし、コメントを残すことで、全員が同じページにとどまり、実験を正確に再現することができる。

ここでは、Comet MLがあなたのプロジェクトに適したツールであるかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介する:

  • 複数のフレームワークと言語をサポート: Comet MLは PythonMLは、JavaScript、Java、Rなどと連動しており、プロジェクトがどのようなツールや言語を使用していても、汎用性の高い選択肢となります。
  • カスタマイズ可能なダッシュボードとレポート:Comet MLのインターフェースは高度にカスタマイズ可能なので、プロジェクトに最も適したレポートやダッシュボードを作成することができます。 
  • コスト Comet MLは商用プラットフォームであり、一部の高度な機能には有料のサブスクリプションが必要です。

TensorBoardはビジュアライゼーションに役立つ

TensorBoardは、TensorFlow 実験のために特別に設計された強力な可視化ツールキットですが、幅広い機械学習プロジェクト全体のメトリクスを追跡して可視化するための優れたツールでもあります。そのシンプルさとスピードで知られるTensorBoardは、ユーザが簡単に主要なメトリクスを追跡し、モデルのグラフ、エンベッディング、その他のデータタイプを視覚化することを可能にします。

YOLOv8 、TensorBoardを使用する大きな利点の1つは、便利にプリインストールされているため、追加のセットアップが不要であることだ。もう1つの利点は、TensorBoardが完全にオンプレミスで実行できることです。これは、厳しいデータプライバシー要件があるプロジェクトや、クラウドアップロードが選択できない環境にあるプロジェクトにとって、特に重要です。

図5.TensorBoard を使用したYOLOv8 モデルのトレーニングのモニタリング。

TensorBoardがあなたのプロジェクトに適したツールかどうかを判断するためのインプットをいくつか紹介します:

  • What-Ifツール(WIT)による説明可能性: TensorBoardにはWhat-Ifツールが含まれており、MLモデルを探索し理解するための使いやすいインターフェイスを提供します。このツールは、ブラックボックスモデルに対する洞察を得たり、説明可能性を向上させたい場合に役立ちます。
  • シンプルな実験トラッキング:TensorBoardは、実験比較が限定された基本的な追跡ニーズに最適で、強固なチームコラボレーション機能、バージョン管理、プライバシー管理が欠けている。

DVCLive(データ・バージョン・コントロール・ライブ)を使ってML実験を追跡する

YOLOv8DVCLiveとの統合は、Gitに大きなファイルを保存することなく、データセット、モデル、コードを一緒にバージョン管理することで、実験を追跡・管理する合理的な方法を提供します。Gitのようなコマンドを使用し、追跡されたメトリクスをプレーン・テキスト・ファイルに保存して、簡単にバージョン管理できます。DVCLiveは、主要なメトリクスを記録し、結果を視覚化し、リポジトリを乱雑にすることなく実験をきれいに管理します。幅広いストレージ・プロバイダをサポートし、ローカルでもクラウドでも動作します。DVCLiveは、追加のインフラストラクチャやクラウドに依存することなく、実験追跡を合理化したいチームに最適です。

Ultralytics HUB を使用したUltralytics モデルとワークフローの管理

Ultralytics HUBは、Ultralytics YOLO モデルのトレーニング配備、管理を簡素化するために設計された、社内のオールインワン・プラットフォームです。 YOLOv5そして YOLOv8.外部の統合とは異なり、Ultralytics HUBは、YOLO ユーザーのために特別に作成されたシームレスでネイティブなエクスペリエンスを提供します。データセットのアップロード、事前トレーニング済みモデルの選択、クラウドリソースを使用したトレーニングの開始が、すべてHUBの使いやすいインターフェイスで簡単に行えます。UltralyticsHUBは実験のトラッキングもサポートしており、トレーニングの進捗状況の監視、結果の比較、モデルの微調整を簡単に行うことができます。

図7. Ultralytics HUBを使用したYOLOv8 モデルトレーニングのモニタリング。

要点

機械学習実験のトラッキングに適切なツールを選択することで、大きな違いが生まれます。今回取り上げたツールはすべて、YOLOv8 トレーニング実験の追跡に役立ちますが、それぞれの長所と短所を比較検討し、プロジェクトに最適なものを見つけることが重要です。適切なツールは、あなたを整理整頓し、YOLOv8 モデルのパフォーマンスを向上させるのに役立ちます! 

統合により、革新的なプロジェクトでのYOLOv8 の使用が簡素化され、進捗が加速されます。よりエキサイティングなYOLOv8 インテグレーションの詳細については、ドキュメントをご覧ください。

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